砂石料生产系统
混凝土90%由砂石料组成，每立方米混凝土需1.5m3砂石骨料，约合2.2t/ m3。砂石料生产系统是混凝土大坝的粮仓，是工程的命脉。因此，砂石生产系统的。规模也十分庞大，对工程建设的影响重大，应高度重视。
1砂石料源的选择
1.1砂石料的分类： 天然砂石料、人工砂石料。
砂石料的综合成本：除计入开采、加工运输等成本外，还应包括料场及加工系统建设的土建和设备的一次性投资，以及采用不同类型骨料配制混凝土时其它成分材料差额的费用等。有些工程招标时明确，综合成本还包括剥离层、边坡支护、场地排水、环境保护的费用。
1.2水工混凝土骨料的质量技术要求：详见《规范》
品质要求：骨料的级配、容重、比重、热学性能、物理力学指标（湿抗压强
度）。
有害成分：云母（＜2%）、碱骨料、有机物、黏土、硫化物等应控制在一定范围。
1.3砂石料源的选择：
1.3.1.1最佳料源选择方案取决于料场的布局、开采条件、可利用料的贮量，质量级配、加工条件、弃料量、运输方式、运输方式、运输距离及生产成本的因素，并结合工程实际进行综合技术经济论证。
1.3.1.2料源分类： 天然砂石料场：陆上料场、河滩料场、河床水下料场。
人工料场：采石厂。
工程开挖利用料：导流隧道、坝肩坝基开挖等弃渣。
1.4砂石料的开采：
1.4.1砂石料开采量 ：砂石料需要量应按各级配混凝土需要量按比例分别计算。初估时，可以按每立方米约需1.5m3砂石净骨料，其中，粗骨料1.067 m3 （1.5t）, 细骨料0.433 m3(0.7t)。折合成开采量时需计入开采、加工、运输、储存等的损耗系数。系数可参阅有关资料。
1.4.2人工料场的开采：一般用钻爆法松动岩体，控制开采石块的粒径，用鄂式破、反击破、移动式破碎站破碎，对超大块石用二次爆破或液压破碎锤处理。
2砂石加工厂
砂石料加工厂就是经过“破碎 筛分 冲洗”工艺，制成成品砂石料的场所。现代水利水电工程要求砂石加工厂，“现代化、高标准、绿环保、智能节能”。加工厂由粗碎、中细碎、筛洗、制砂等车间单元组成，三个生产环节，即毛料生产、半成品料生产、成品料生产。
粗碎车间： 最大进料粒径可达1000mm以上，将石料破碎到 300～70mm，采用反击破、鄂破、旋回破筛分一体化布置，使粗碎大大优化。
中细碎车间：将石料破碎到70～20mm～1mm,采用闭路生产工艺，可以按需生产，新式反击式破碎机大破碎比，高效能。圆锥破碎机（单缸和多缸），粒形好，产量高。应用于三峡、江垭等。
2.1人工砂石料工艺 筛分工艺：新型筛分设备，超宽筛、高强钢网筛、球击筛面筛等筛分 效 效率高、噪声低、不塞孔。高效脱水筛。
棒磨机制砂：产品稳定，粒径、细度模数良好，缺点，产量低，耗钢量大。
制砂车间： 破碎机制砂：旋盘式圆锥破碎机、冲击式破碎机制砂。
棒磨机、破碎机联合制砂：取长补短，是理想方式。
2.2砂石加工厂生产规模的确定： a.按混凝土最高月浇筑强度计算。
b 按骨料需要量累计曲线确定。
2.2.1毛料生产：粗碎小时理论处理量主要由混凝土浇筑高峰月强度和工作时间确定，毛 料储备一般不少于高峰期10d的用料，力求多储毛料，少储成品料，力求均衡生产。
2.2.2半成品料生产：主要是预筛分和超径破碎，
开路工艺：超径作废料处理。
闭路工艺：超径破碎后进入预筛分循环。
成品料生产：骨料的筛分是核心生产单元，是质量控制的重要工序。成品料的储备应满足3～5d需要量。
国内几个水电项目的人工砂石厂生产规模
序号 | 工程名称 | 生产规模 (t/h) | 单机产能 ( t/h) | 高峰月混凝土强度（万m3） |
1 | 三峡下岸溪 | 2700 | 600 | 55 |
2 | 三峡古树岭 | 2000 | 1250 | |
3 | 龙滩大法坪 | 2500 | ||
4 | 索风营 | 1000 | 600 | 11.24 |
5 | 棉花滩 | 500 | 500 | 6 |
6 | 构皮滩 | 1200 | 600 | 15 |
7 | 居蒲渡 | 1200 | 600 | 11.3 |
2.3设备选型及工艺：设备选型在兼顾招标采购相关要求时，须充分考虑设备技术先进，性能可靠，经济合理和使用经验的成熟；考虑设备对硬岩的适应性，在工程前期设计阶段必须做岩石有关指标的小型试验，取得科学数据，作为砂石系统设计的依据。生产能力和产品的质量工艺要求；同一破碎段宜选用同一规格型号的设备，简化机型，以利于配件供应和维护，并要求关注不同破碎段之间设备的匹配性。
2.3.1粗碎设备： 鄂式破碎机：适用500t/h以下，结构简单，价格便宜，但衬板易碎。
旋回式破碎机：适用500t/h以上，处理能力大，粒形较好，但价格贵、土建工程量大，维修复杂。
反击式破碎机：破碎比大（20左右，最大50～60），粒形好，产量高，能耗低，结构简单，广泛应用。如：龙滩、小湾、光照、溪落渡等工程。
2.3.2中、细碎设备： 圆锥破碎机：体积小，破碎能力大，级配粒形好，但价格高。三
峡、棉花滩、二滩。
反击式破碎机：
立式冲击破碎机：有“石打石”、“石打铁”两种。是超细碎机的
粒形优异，级配可调，土建工程量小，安装费低。
2.3.3制砂设备：
2.3.3.1 棒磨机制砂：传统国产设备，具有结构简单，工作可靠，粒形好，级配连续，细度模数稳定，但机体自重大，能耗高，制砂成本高。制砂用棒磨机通常采用两端轴孔进料，中间孔排料型要求给料粒径20mm以下。
2.3.3.2破碎机制砂： 旋盘式圆锥破碎机制砂；立轴冲击式破碎机制砂。设备结构简单，破碎性能优越，产品粒形好，针片状含量低，，但砂的细度模数较大，且中间级配偏少。石打铁形式的破碎机成品砂粒形好，设备可靠，磨损较小，运行成本低，一般优先选用石打铁形式的立轴冲击式破碎机。
2.3.3.3棒磨机、破碎机联合制砂：近20年来，我国砂石加工工艺技术，设备制造水平，得到了大幅度提高，新型高性能破碎机和筛分机，砂脱水设备的应用有了长足发展，新型冲击式制砂机的应用，打破了传统单一的棒磨机制砂工艺，符合“多碎少磨、以破代磨、破磨结合”是理想的制砂新工艺，广泛应用许多工程，一般采用以立轴冲击式破碎机为主要制砂设备，而通过棒磨机实现成品砂细度模数与石粉含量的调节。龙滩采用“立轴冲击式破碎机+棒磨机”按1:2比例组成，产量粒形级配满足要求。
湿法生产：是指一、二、三级破碎段全部采用湿式生产工艺。用水量大，成本高。三峡下岸溪，二滩。
干法生产：是指几个破碎段全部采用干式生产，工艺简化，节省生产用水。
半干法生产：粗碎采用湿法生产，中细碎采用干法生产。该工艺目前广泛应用。
2.3.4砂石筛分设备和工艺：
2.3.4.1高效振动筛分机：筛网钢丝编制，较橡胶网、聚胺脂网开孔率高40%，噪音小，耐磨，不易堵塞，效率高。
2.3.4.2筛分工艺： 预筛分：粗碎后分离＞150mm.
主（分级）筛分：对＜150mm的混合料进入分级筛分系统，每组4层筛网，分出5级料
冲洗系统：一般设冲洗系统。
2.4砂石料生产的环境保护：应选择储量大，覆盖层厚度尽量小的料场。
2.4.1开采过程中的环保措施：支护排水、堆存边坡监测、降尘防噪、爆破安全、清场和植被恢复、复耕造林等。
2.4.2砂石加工过程中的环保措施：主要是“防尘降噪”。要求，设备选型考虑环保；生产工艺考虑环保；废水达标排放；废渣妥善处理。
龙滩砂石系统的的经验教训
1砂石系统的组成：砂石场开采 + 砂石料加工 + 供配电及电气控制 + 供排水及废水处理 + 道 路及辅助设施。
2石料开采、运输、粗碎工艺：
3 原工艺 ：钻孔 爆破 挖机 移动式鄂破站 移动带式输送机 利用山坡地形的分段溜槽设置堆场 短廊道带式输送机 堆场
扩容工艺：钻孔 爆破 挖机 自卸汽车 溜井 井内破碎 洞内带式输送机 毛料堆场
4洗石工艺： ＞80mm进入中碎料仓二次破碎。
原工艺：毛料 预筛分 ＜80mm圆筒洗石机 第二筛分车间筛分清洗
问题：故障多，启动难，振动大，无法正常运转。
改进工艺：仅对＜40mm的石料进行清洗， 筛分车间筛分 成品料
效果：运行可靠，满足质量要求。
5制砂工艺：立轴冲击式破碎机 + 棒磨机按1:2比例组成，产量、粒形、级配满足要求。
几个工程的设备选型
设备选型 | |||||||
粗碎 | 预筛分 | 中碎 | 主筛分 | 细碎 | 制砂 | ||
棉花滩 | JM1211HD鄂破一台500t/h VMHC60/给料机一台 | S4000EC旋式破一台 502 t/h | H400MC圆锥破290t/h | B9000石打石立轴破433t/h | |||
索风营 | NP1313反击破2台，单机产能470t/h | YRK1845重型振动筛2台 | NP1213反击破2台，单机产能350～400t/h | 2YKR2460 3YKR2460圆振筛各1台； | VI400制砂机 2台 PL8500立破机2台 500t/h 砂筛分：2YKR2460 4台 2YKR2056 2台 | ||
三峡 下岸溪 | PX900/50 单机600 t/h和50/65MK-Ⅱ 单机1200t/h 各2台 | 2YAH2148振动筛6台,单机1200t/h | HP500ST-C 3台，单机580t/h | 2YKR2460 各10台 | HP500ST-F 3台 单机580t/h PYT-Z2227 2台单机500 t/h | B9000 5台单机150 BMZ2136 6台单机50t/h | |
居蒲渡 | PXZ0913旋回破1台（国产）JM1211HD 鄂破一台 （进口） | YKR1845重型振动筛2台 | PF-1320-Ⅱ反击破2台 | 圆振动筛3组，每组 2YKR2460 各3台 | PFQ1210强力反击破2台 | VSIRP109立式冲击破（进口） PL9000立式冲击破（国产） BMZ2136棒磨机2台 砂筛：3YKR1852 4台 | |
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